CN211604103U - 一种复合串行接口扩展电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种复合串行接口扩展电路，包括：控制器，所述控制器能够支持5个串口，控制器的第一串口通过电平转换电路连接第一RS485接口，控制器的第二串口通过光耦连接电平转换电路后再连接第二RS485接口，控制器的第三串口通过光耦连接电平转换电路后再连接第三RS485接口，控制器的第四串口通过电平转换电路连接第四RS485接口，控制器的第五串口通过电平转换电路连接第五RS485接口。本实用新型能够实现扩展5个RS485通信接口，方便实现串行接口的扩展，简单便于携带；每个RS485通信接口都有各自独立的电路，彼此不影响，提高了电路的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及串行接口设计技术领域，具体涉及一种复合串行接口扩展电路。
背景技术
串行通信接口是采用串行通信方式的扩展接口。串行接口是指数据一位一位地顺序传送，特点是通信线路简单，传输距离较远。RS-485串行接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。
目前当单个串口转换为多个串口进行通信时，采用的方案包括直接通过软件对串口进行扩展，利用软件模拟串口控制实现异步串行接口时序，这种扩展对单片机的性能要求较高且在电磁干扰严重的工业场合容易受到干扰。还有方法是通过在PCI插槽上安装扩展卡或者利用USB转接串口，当需要多个串口进行通信时，明显增加了外部设备，不便携带成本提高。
发明内容
本实用新型旨在解决上述技术问题，提供一种复合串行接口扩展电路，方便实现串行接口的扩展，简单便于携带。
为实现上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案。
提供一种复合串行接口扩展电路包括：控制器，所述控制器能够支持5个串口，控制器的第一串口通过电平转换电路连接第一RS485接口，控制器的第二串口通过光耦连接电平转换电路后再连接第二RS485接口，控制器的第三串口通过光耦连接电平转换电路后再连接第三RS485接口，控制器的第四串口通过电平转换电路连接第四RS485接口，控制器的第五串口通过电平转换电路连接第五RS485接口。
可选地，所述控制器采用STM32F103VCT6。
可选地，控制器的第三串口TX端连接第一通用逻辑门芯片和第一光耦后连接到第一电平转换电路的输入端，控制器的第三串口RX端依次连接第二光耦和第二通用逻辑门芯片后连接到第一电平转换电路的输入端，所述第一光耦和第二通用逻辑门芯片的输出连接第二电平转换电路，所述第一电平转换电路和所述第二电平转换器的输出端通过接口转换端子连接到第三RS485接口。
第二电平转换器的输入使能控制端连接单路施密特触发器反相器的输出端，单路施密特触发器反相器的输入端连接第一光耦的输出端UART3-TX。
可选地，所述第一电平转换电路采用SP3232EEN。
可选地，所述第二电平转换电路采用SP3485EN。
可选地，所述光耦采用6N137。
有益技术效果：
本实用新型能够实现扩展5个RS485通信接口，方便实现串行接口的扩展，简单便于携带；每个RS485通信接口都有各自独立的电路，彼此不影响，提高了电路的稳定性和可靠性，本实用新型提供的接口中有采用光耦进行隔离，满足了多应用场景的隔离需求。
附图说明
图1是本实用新型实施例结构示意图；
图2是本实用新型实施例中第三RS485接口电路原理图；
图3是本实用新型实施例中第五RS485接口电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例，如图1所示提供了一种复合串行接口扩展电路，包括：控制器，所述控制器能够支持5个串口，控制器的第一串口通过电平转换电路连接第一RS485接口，控制器的第二串口通过光耦连接电平转换电路后再连接第二RS485接口，控制器的第三串口通过光耦连接电平转换电路后再连接第三RS485接口，控制器的第四串口通过电平转换电路连接第四RS485接口，控制器的第五串口通过电平转换电路连接第五RS485接口。
如图2所示提供了本实用新型实施例中第三RS485接口电路原理图。控制器的第三串口A_MCU/UART3-TX端连接第一通用逻辑门芯片U27和第一光耦U26后连接到第一电平转换电路SP3232EEN(U17)的输入端，控制器的第三串口A_MCU/UART3-RX端依次连接第二光耦U24和第二通用逻辑门芯片U25后连接到第一电平转换电路U17的输入端，所述第一光耦U26和第二通用逻辑门芯片U25的输出连接第二电平转换电路SP3485EN，所述第一电平转换电路SP3232EEN和所述第二电平转换器SP3485EN的输出端通过接口转换端子J15连接到第三RS485接口。第二电平转换器U19的输入使能控制端连接单路施密特触发器反相器U18的输出端，单路施密特触发器反相器U18的输入端连接第一光耦的输出端UART3-TX。接口转换端子J15能够实现RS485电平和RS232电平的转换。SP3232EEN是RS-232电平转换芯片。本实用新型还采用了RS232电平转换电路，能够实现转换电路的切换，实用方便灵活。
本实施例中通用逻辑门芯片采用SN74HC1G08DBVR，为逻辑与门电路。光耦采用6N137，光耦的输入端二极管的阳极通过上拉电阻R102连接到3.3V电源，当逻辑与门电路的输出为0时，光耦导通，输出端UART3-TX连接到第一电平转换电路SP3232EEN的第10引脚。第二电平转换电路采用SP3485EN，SP3485EN属于符合RS-485和RS-422串行协议的+3.3V低功耗半双工收发器家族。
施密特触发器反相器用于脉冲波形变换电路，有两个重要特点，第一，输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同；第二，在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程是输出电压波形的边沿变得很陡。利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。
图3所示为本实用新型实施例中第五RS485接口电路原理图。RS485接口电路的主要功能是：将来自控制器的发送信号TX通过发送器转换成通讯网络中的差分信号，也可以将通讯网络中的查分信号通过接收器转成微处理器接收的RX信号。在任一时刻，RS485只能够工作在接收或发送两种模式之一。因此必须为RS485接口电路增加一个收/发逻辑控制电路。
控制器的标准串行口通过RX（即图中A_MCU/UART5-RX，其它串口电气标签定义类似）通过直接连接第二电平转换电路SP3485EN芯片的RO引脚，控制器通过TX（即图中A_MCU/UART5-TX，其它串口电气标签定义类似）直接连接第二电平转换电路采用SP3485EN的DI引脚。控制器的A_MCU/UART5-TX连接单路施密特触发器反相器SN74LVC1G14DBVT/R的是输入端，由SN74LVC1G14DBVT/R输出的R/D信号直接控制SP3485EN的发送器和接收器使能；R/D信号为“1”，则SP3485EN的发送器有效，接收器禁止，此时控制器可向RS485总线发送数据字节；R/D信号为“0”，则SP3485EN的发送器禁止，接收器有效，此时控制器可以接收来自RS485总线的数据字节。连接至SP3485EN芯片的A引脚的上拉电阻R128、连接至B引脚的下拉电阻R126用于保证无连接的SP3485EN芯片出于空闲状态，提供网络失效保护，以提高RS485节点与网络的可靠性。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种复合串行接口扩展电路，其特征在于，包括：控制器，所述控制器能够支持5个串口，控制器的第一串口通过电平转换电路连接第一RS485接口，控制器的第二串口通过光耦连接电平转换电路后再连接第二RS485接口，控制器的第三串口通过电平转换电路连接第三RS485接口，控制器的第四串口通过电平转换电路连接第四RS485接口，控制器的第五串口通过电平转换电路连接第五RS485接口。
2.根据权利要求1所述的一种复合串行接口扩展电路，其特征在于，所述控制器采用STM32F103VCT6。
3.根据权利要求1所述的一种复合串行接口扩展电路，其特征在于，控制器的第三串口TX端连接第一通用逻辑门芯片和第一光耦后连接到第一电平转换电路的输入端，控制器的第三串口RX端依次连接第二光耦和第二通用逻辑门芯片后连接到第一电平转换电路的输入端，所述第一光耦和第二通用逻辑门芯片的输出连接第二电平转换电路，所述第一电平转换电路和所述第二电平转换器的输出端通过接口转换端子连接到第三RS485接口。
4.根据权利要求3所述的一种复合串行接口扩展电路，其特征在于，第二电平转换器的输入使能控制端连接单路施密特触发器反相器的输出端，单路施密特触发器反相器的输入端连接第一光耦的输出端UART3-TX。
5.根据权利要求3或4任意一项权利要求所述的一种复合串行接口扩展电路，其特征在于，所述第一电平转换电路采用SP3232EEN。
6.根据权利要求3或4任意一项权利要求所述的一种复合串行接口扩展电路，其特征在于，所述第二电平转换电路采用SP3485EN。
7.根据权利要求3或4任意一项权利要求所述的一种复合串行接口扩展电路，其特征在于，所述光耦采用6N137。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020515671.2U CN211604103U (zh) | 2020-04-10 | 2020-04-10 | 一种复合串行接口扩展电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202020515671.2U CN211604103U (zh) | 2020-04-10 | 2020-04-10 | 一种复合串行接口扩展电路 |
Publications (1)
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| CN211604103U true CN211604103U (zh) | 2020-09-29 |
Family
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Family Applications (1)
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| CN202020515671.2U Active CN211604103U (zh) | 2020-04-10 | 2020-04-10 | 一种复合串行接口扩展电路 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN211604103U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113076269A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-07-06 | 杭州涂鸦信息技术有限公司 | 一种串口拓展电路以及电子装置 |
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2020
- 2020-04-10 CN CN202020515671.2U patent/CN211604103U/zh active Active
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